FR3142365A1

FR3142365A1 - Pièce métallique emboutie et procédé de fabrication d’une telle pièce

Info

Publication number: FR3142365A1
Application number: FR2212404A
Authority: FR
Inventors: Pierre Alexandre LANGLET; Frederic DESTRIBATS
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2022-11-28
Filing date: 2022-11-28
Publication date: 2024-05-31
Anticipated expiration: 2042-11-28
Also published as: FR3142365B1

Abstract

L’invention concerne une pièce (1) pour véhicule automobile, la pièce (1) étant fabriquée par emboutissage selon un axe d’emboutissage Z, la pièce (1) étant métallique et comportant un fond (3) et un rebord périphérique (5) reliés entre eux par une paroi en dépouille (7) par rapport à l’axe d’emboutissage Z, la paroi en dépouille (7) présentant au moins un enfoncement (9a, 9b, 9c, 9d) en contre dépouille, une surface externe de l’au moins un enfoncement (9a, 9b, 9c, 9d) étant plane et inclinée par rapport à l’axe d’emboutissage Z, l’angle d’inclinaison étant compris entre 4° et 10°, de préférence entre 5° et 8°, plus préférentiellement égal à 5°. L’invention concerne aussi un véhicule comprenant une telle pièce (1), ainsi qu’un procédé de fabrication d’une telle pièce (1). Figure pour l’abrégé : figure 1

Description

Pièce métallique emboutie et procédé de fabrication d’une telle pièce

L’invention concerne le domaine des pièces métalliques embouties pour véhicule automobile. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’une telle pièce.

De façon connue, des pièces métalliques pour véhicule automobile sont obtenues par emboutissage. Par exemple, une bande métallique est disposée localement dans une presse d’emboutissage, puis la presse déforme la bande métallique en une ou plusieurs passes de manière à obtenir une pièce métallique emboutie. La pièce métallique emboutie est ensuite extraite de la presse d’emboutissage, par exemple par déplacement de la bande métallique, et il est procédé à la fabrication d’une nouvelle pièce métallique emboutie à partir de la partie de la bande métallique nouvellement introduite dans la presse d’emboutissage. Ultérieurement, chaque pièce métallique est séparée de la bande métallique, par exemple pour un transport ou un stockage en vue d’une utilisation ultérieure.

Du fait de leur forme emboutie, ces pièces métalliques sont facilement empilables, ce qui facilite leur transport et leur stockage. Cependant, un coincement des pièces métalliques entre elles est susceptible de se produire lorsque les pièces métalliques sont empilées, ce qui empêche un désempilage aisé de ces pièces métalliques. En effet, lorsque les pièces métalliques sont empilées, il existe un risque de coincement entre elles, du fait de la surface de contact importante entre deux pièces métalliques adjacentes l’une à l’autre.

Afin de permettre d’empiler plusieurs pièces métalliques embouties et de faciliter l’extraction ultérieure de chacune de ces pièces de l’empilement, il est connu de disposer des entretoises entre les pièces métalliques lors de l’empilement des pièces métalliques les unes sur les autres. Néanmoins, la disposition de telles entretoises est complexe et fastidieuse.

La présente invention vise à pallier un ou plusieurs inconvénients de l’art antérieur en permettant d’empiler des pièces métalliques identiques fabriquées par emboutissage tout en évitant de manière simple le coincement de ces pièces métalliques entre elles.

À cet effet, l’invention a pour objet une pièce pour véhicule automobile, la pièce étant fabriquée par emboutissage selon un axe d’emboutissage Z, la pièce étant métallique et comportant un fond et un rebord périphérique reliés entre eux par une paroi en dépouille par rapport à l’axe d’emboutissage Z.

Selon l’invention, ladite pièce est telle que la paroi en dépouille par rapport à l’axe d’emboutissage Z présente au moins un enfoncement en contre dépouille, une surface externe de l’au moins un enfoncement étant plane et inclinée par rapport à l’axe d’emboutissage Z, l’angle d’inclinaison étant compris entre 4° et 10°, de préférence entre 5° et 8°, plus préférentiellement égal à 5°.

Une telle pièce est donc facilement empilable, et la présence de l’au moins un enfoncement limite de manière simple le risque de coincement.

De plus, la plage d’angle d’inclinaison par rapport à l’axe d’emboutissage Z autorise la réalisation de l’au moins un enfoncement en contre dépouille sans casse ni rupture de matière. Au-delà de 10°, l'effet de reconsolidation de la matière ne s'effectue plus, et la matière subit une déformation menant à sa rupture. Entre 5° et 8°, l'effet de reconsolidation est obtenu de manière importante, et est optimal pour un angle d’inclinaison égal à 5°. Un angle d’inclinaison inférieur à 4° ne permet pas d’éviter le risque de coincement. Par ailleurs, avec un angle d’inclinaison inférieur à 3°, lors de la réalisation de l’au moins un enfoncement, la matière subit une déformation menant à sa rupture. Un compromis optimal est obtenu pour un angle d’inclinaison égal à 5°.

Ladite pièce peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes décrites ci-après, prises séparément ou en combinaison.

Ladite pièce est telle que l’au moins un enfoncement est continu, de telle sorte qu’il existe une continuité de matière en tout point dans l’au moins un enfoncement et dans la zone de liaison entre la paroi en dépouille et l’au moins un enfoncement. L’au moins un enfoncement ainsi réalisé permet de maintenir la continuité de matière de la paroi en dépouille. Cela permet par exemple de maintenir l’étanchéité de l’espace interne délimité par le fond et la paroi en dépouille lors de la fixation de la pièce sur un véhicule automobile via le rebord périphérique, du fait qu’aucune discontinuité de matière, comme par exemple une encoche ou un trou, n’est présente.

Ladite pièce est par exemple à base d’aluminium. L’utilisation d’aluminium est avantageuse du fait de sa légèreté, de sa malléabilité, de sa résistance à la corrosion et de sa capacité à être recyclé.

Ladite pièce est par exemple obtenue par emboutissage d’une plaque métallique, de préférence à base d'aluminium, d’épaisseur comprise entre 0,6 et 1,5 mm, préférentiellement également à 0,6 mm. Ainsi, la fabrication est optimisée. En effet, une épaisseur plus faible conduit à des défauts lors de l’emboutissage, et une épaisseur plus importante rend la fabrication trop difficile.

Ladite pièce est par exemple telle que le fond et le rebord périphérique sont au moins partiellement parallèles entre eux et orthogonaux à l’axe d’emboutissage Z. Ainsi, la fabrication par emboutissage est facilitée.

Ladite pièce est par exemple telle que la paroi en dépouille par rapport à l’axe d’emboutissage Z présente au moins quatre enfoncements en contre dépouille, une surface externe de chaque enfoncement étant plane et inclinée par rapport à l’axe d’emboutissage Z, l’angle d’inclinaison étant compris entre 4° et 10°, de préférence entre 5° et 8°, plus préférentiellement égal à 5°. Ainsi, plusieurs pièces peuvent être empilées de manière optimale, en diminuant fortement le risque de coincement.

Ladite pièce est par exemple telle que la paroi en dépouille est inclinée par rapport à l’axe d’emboutissage Z d’un angle de dépouille compris entre 3° et 25°, de préférence compris entre 3° et 10°.

L’invention concerne également un véhicule automobile comprenant une pièce telle que définie précédemment.

L’invention concerne également un procédé de fabrication d’une pièce telle que définie précédemment.

Ledit procédé comporte les étapes suivantes :

- emboutir une pièce dans une presse d’emboutissage selon un axe d'emboutissage Z, la pièce étant métallique et comportant un fond et un rebord périphérique reliés entre eux par une paroi en dépouille par rapport à l’axe d’emboutissage Z,

- réaliser sur la paroi en dépouille, la pièce étant dans la presse d’emboutissage, au moins un enfoncement en contre dépouille au moyen d’un outil d’enfoncement, une surface externe de l’au moins un enfoncement étant plane et inclinée par rapport à l’axe d’emboutissage Z, l’angle d’inclinaison étant compris entre 4° et 10°, de préférence entre 5° et 8°, plus préférentiellement égal à 5°.

Une pièce fabriquée par un tel procédé est donc facilement empilable, et la présence de l’au moins un enfoncement limite de manière simple le risque de coincement.

Le procédé est par exemple tel que l’étape de réalisation de l’au moins un enfoncement est réalisée directement après emboutissage de la pièce. Ainsi, la finalisation de la fabrication de la pièce est simplifiée, du fait que l’au moins un enfoncement est réalisé dans la presse d’emboutissage sans nécessiter de déplacement, de manipulation ou de traitement de la pièce emboutie.

Le procédé est par exemple tel que, lors de l’étape de réalisation de l’au moins un enfoncement, l’outil d’enfoncement coulisse dans la presse d’emboutissage de manière inclinée par rapport à l’axe d’emboutissage Z, l’outil d’enfoncement étant de préférence un coulisseau à came. Ainsi, l’outil d’enfoncement vient pousser de la matière depuis une zone de la paroi en dépouille qui est loin de la rupture, de la matière étant est décalée vers une zone de la paroi en dépouille plus proche du rebord périphérique et qui est plus proche de la rupture. En d’autres termes, l’outil d’enfoncement déplace de la matière depuis une zone écrouie de la paroi en dépouille qui est proche du fond de la pièce vers une zone de la paroi en dépouille qui est proche de la rupture et plus éloignée du fond de la pièce, afin de renforcer cette zone proche de la rupture et ainsi permettre de réaliser l’au moins un enfoncement sans rupture de la continuité de matière.

Le procédé est par exemple tel que la pièce est emboutie à partir d’une bande métallique. Ainsi, la fabrication en grande série est simplifiée, du fait qu’il suffit de déplacer la bande métallique pour déplacer la pièce emboutie, et ce jusqu’à son extraction hors de la bande métallique.

Le procédé comporte par exemple l’étape suivante : après réalisation de l’au moins un enfoncement, la pièce est séparée et extraite de la bande métallique. Ainsi, la séparation et l’extraction ont lieu une fois l’au moins un enfoncement réalisé, le risque de coincement étant par conséquent fortement diminué lorsque plusieurs pièces sont empilées à la suite de la fabrication.

D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :

est une vue en perspective d’un exemple de réalisation d’une pièce selon l’invention.

est une vue partielle en coupe transversale d’un empilement de plusieurs pièces selon la .

est vue en perspective d’un exemple de réalisation d’une pièce selon la , au cours de de sa fabrication selon l’invention.

est vue partielle schématique de côté d’un exemple de réalisation d’une pièce selon la , au cours de de sa fabrication selon l’invention.

est vue partielle schématique de côté d’un exemple de réalisation d’une pièce suivant la , au cours de de sa fabrication selon l’invention.

Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.

Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent uniquement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.

Dans la description, on peut indexer certains éléments, par exemple premier élément ou deuxième élément. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments proches mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente invention. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps.

En référence à la , l’invention concerne une pièce métallique emboutie, désigné par la suite par pièce 1. Ainsi, la pièce 1 est métallique et est fabriquée par emboutissage.

La pièce 1 est destinée à être installée dans un véhicule automobile, non représenté sur les figures. L’invention concerne aussi un tel véhicule automobile comportant la pièce 1.

Un trièdre XYZ est schématisé sur la . L’axe d’emboutissage Z est l’axe selon lequel l’emboutissage de la pièce 1 est réalisé. La pièce 1 est ainsi fabriquée par emboutissage selon l’axe d’emboutissage Z. L’axe d’emboutissage Z peut également coïncider avec l’axe vertical haut/bas du véhicule automobile, c'est-à-dire selon la hauteur du véhicule automobile, lorsque la pièce 1 est montée au sein du véhicule. L’axe X est un axe longitudinal de la pièce 1. Cet axe X peut également correspondre à l’axe longitudinal avant/arrière du véhicule automobile, c'est-à-dire selon la longueur du véhicule automobile, lorsque la pièce 1 est montée au sein du véhicule automobile. L’axe Y est un axe transversal de la pièce 1. Cet axe Y peut également correspondre à l’axe transversal droite/gauche du véhicule, c'est-à-dire selon la largeur du véhicule automobile, lorsque le dispositif 1 est monté au sein du véhicule automobile. Les axes X, Y, Z, sont orthogonaux les uns aux autres.

La pièce 1 comporte un fond 3 et un rebord périphérique 5. Le fond 3 et le rebord périphérique 5 sont au moins partiellement parallèles entre eux et orthogonaux à l’axe d’emboutissage Z. Le fond 3 et le rebord périphérique 5 sont reliés entre eux par une paroi en dépouille 7 par rapport à l’axe d’emboutissage Z.

Selon l’invention, la paroi en dépouille 7 présente au moins un enfoncement 9a, 9b, 9c, 9d en contre dépouille, une surface externe 11a, 11b, 11c, 11d de l’au moins un enfoncement 9a, 9b, 9c, 9d étant plane et inclinée par rapport à l’axe d’emboutissage Z, l’angle d’inclinaison étant compris entre 4° et 10°, de préférence entre 5° et 8°, plus préférentiellement égal à 5°.

Par exemple, l’au moins un enfoncement 9a, 9b, 9c, 9d est continu, de telle sorte qu’il existe une continuité de matière en tout point dans l’au moins un enfoncement 9a, 9b, 9c, 9d et dans la zone de liaison entre la paroi en dépouille 7 et l’au moins un enfoncement 9a, 9b, 9c, 9d.

Dans l’exemple représenté sur la , la paroi en dépouille 7 présente au moins quatre enfoncements 9a, 9b, 9c, 9d en contre dépouille, une surface externe 11a, 11b, 11c, 11d de chaque enfoncement 9a, 9b, 9c, 9d étant plane et inclinée par rapport à l’axe d’emboutissage Z, l’angle d’inclinaison étant compris entre 4° et 10°, de préférence entre 5° et 8°, plus préférentiellement égal à 5°.

Dans cet exemple, un premier enfoncement 9a et un second enfoncement 9b sont sensiblement en opposition par rapport à un troisième enfoncement 9c et un quatrième enfoncement 9d. Une telle disposition permet un empilement régulier de pièces 1 les unes sur les autres, comme cela est partiellement représenté sur la , et facilite leur stockage et leur manipulation.

Par exemple, le premier enfoncement 9a et le second enfoncement 9b sont décalés suivant l’axe transversal Y, et sont par exemple symétriques par rapport à un plan parallèle au plan formé par l’axe longitudinal X et l’axe d’emboutissage Z. Par exemple, le troisième enfoncement 9c et le quatrième enfoncement 9d sont décalés suivant l’axe transversal Y. Par exemple, le premier enfoncement 9a et le second enfoncement 9b sont décalés suivant l’axe longitudinal X par rapport au troisième enfoncement 9c et au quatrième enfoncement 9d.

Dans cet exemple, la pièce 1 comprend une échancrure 13 ménagée entre le premier enfoncement 9a et le second enfoncement 9b, un trou de passage 15 ménagé dans le fond 3. L’échancrure 13 et/ou le trou de passage 15 sont par exemple configurés pour le passage d’au moins un câble électrique, et/ou pour le passage d’au moins un conduit de fluide, et/ou pour être obturés au moyen d’un bouchon.

Dans cet exemple, la pièce 1 comprend également des trous de fixation 17 et des trous de positionnement 19, lesquels sont répartis sur le rebord périphérique 5 et permettent le positionnement et la fixation de la pièce 1 sur le véhicule automobile, par exemple via des moyens de positionnement comme des pions et via des moyens de fixation comme des vis.

La pièce 1 est obtenue par emboutissage d’une plaque métallique, par exemple à base d’aluminium, d’épaisseur comprise entre 0,6 et 1,5 mm, préférentiellement égale à 0,6 mm. Par exemple, la pièce 1 est à base d’aluminium.

La pièce 1 peut être fabriquée selon un procédé de fabrication comportant les étapes ci-après, en référence aux figures 3 à 5.

Le procédé comporte d’abord l’étape suivante : emboutir la pièce 1 dans une presse d’emboutissage 21 selon un axe d'emboutissage Z. Par exemple, la pièce 1 est obtenue par emboutissage d’une plaque métallique, par exemple à base d’aluminium, d’épaisseur comprise entre 0,6 et 1,5 mm, préférentiellement égale à 0,6 mm. A l’issue de cette étape, la pièce 1 comporte ainsi un fond 3 et un rebord périphérique 5 reliés entre eux par une paroi en dépouille 7 par rapport à l’axe d’emboutissage Z, comme cela est représenté sur la .

Le procédé comporte ensuite l’étape suivante, représentée sur la et sur la : réaliser sur la paroi en dépouille 7, la pièce 1 étant dans la presse d’emboutissage 21, au moins un enfoncement 9a, 9b, 9c, 9d en contre dépouille au moyen d’un outil d’enfoncement 23, une surface externe de l’au moins un enfoncement 9a, 9b, 9c, 9d étant plane et inclinée par rapport à l’axe d’emboutissage Z, l’angle d’inclinaison étant compris entre 4° et 10°, de préférence entre 5° et 8°, plus préférentiellement égal à 5°.

Par exemple, l’étape de réalisation de l’au moins un enfoncement 9a, 9b, 9c, 9d est réalisée directement après emboutissage de la pièce 1.

La représente partiellement la pièce 1 dans la presse d’emboutissage 21 avant réalisation de l’au moins un enfoncement 9a, 9b, 9c, 9d, et la représente partiellement la pièce 1 dans la presse d’emboutissage 21 après réalisation de l’au moins un enfoncement 9a, 9b, 9c, 9d.

Comme représenté sur la , la paroi en dépouille 7 est inclinée par rapport à l’axe d’emboutissage Z d’un angle de dépouille D compris entre 3° et 25°, de préférence compris entre 3° et 10°.

Lors de l’étape de réalisation de l’au moins un enfoncement 9a, 9b, 9c, 9d, l’outil d’enfoncement 23 coulisse dans la presse d’emboutissage 21 de manière inclinée par rapport à l’axe d’emboutissage Z, comme cela est représenté sur la et sur la . L’angle d’inclinaison est par exemple compris entre 4° et 10°, de préférence entre 5° et 8°, plus préférentiellement égal à 5°. Ainsi, comme représenté sur la , l’angle d’inclinaison A du coulissement de l’outil d’enfoncement 23 dans la presse d’emboutissage 21 par rapport à l’axe d’emboutissage Z est égal à l’angle d’inclinaison de la surface externe de l’au moins un enfoncement 9a, 9b, 9c, 9d par rapport à l’axe d’emboutissage Z, une fois l’au moins un enfoncement 9a, 9b, 9c, 9d réalisé par l’outil d’enfoncement 23. L’outil d’enfoncement 23 est par exemple un coulisseau à came.

Par exemple, l’extrémité 25 de l’outil d’enfoncement 23 configurée pour venir en contact avec la paroi en dépouille 7 de la pièce 1 pour réaliser l’au moins un enfoncement 9a, 9b, 9c, 9d comporte un arrondi, par exemple sous la forme d’un segment de cylindre droit, présentant dans cet exemple un rayon compris entre 1 mm et 3 mm, de préférence égal à 1,5 mm, afin de générer un congé correspondant entre l’au moins un enfoncement 9a, 9b, 9c, 9d et le reste de la pièce 1, à savoir la paroi en dépouille 7 voire le rebord périphérique 5.

Le procédé peut enfin comporter ensuite l’étape suivante, lorsque la pièce 1 est emboutie à partir d’une bande métallique : après réalisation de l’au moins un enfoncement, la pièce 1 est séparée et extraite de la bande métallique.

Claims

Pièce (1) pour véhicule automobile, la pièce (1) étant fabriquée par emboutissage selon un axe d’emboutissage Z, la pièce (1) étant métallique et comportant un fond (3) et un rebord périphérique (5) reliés entre eux par une paroi en dépouille (7) par rapport à l’axe d’emboutissage Z, la pièce (1) étantcaractérisée en ce que:
la paroi en dépouille (7) présente au moins un enfoncement (9a, 9b, 9c, 9d) en contre dépouille, une surface externe de l’au moins un enfoncement (9a, 9b, 9c, 9d) étant plane et inclinée par rapport à l’axe d’emboutissage Z, l’angle d’inclinaison étant compris entre 4° et 10°, de préférence entre 5° et 8°, plus préférentiellement égal à 5°.
Pièce (1) selon la revendication précédente, dans laquelle l’au moins un enfoncement (9a, 9b, 9c, 9d) est continu, de telle sorte qu’il existe une continuité de matière en tout point dans l’au moins un enfoncement (9a, 9b, 9c, 9d) et dans la zone de liaison entre la paroi en dépouille (7) et l’au moins un enfoncement (9a, 9b, 9c, 9d).
Pièce (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, laquelle est obtenue par emboutissage d’une plaque métallique, de préférence à base d’aluminium, d’épaisseur comprise entre 0,6 et 1,5 mm, préférentiellement égale à 0,6 mm.
Pièce (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la paroi en dépouille (7) présente au moins quatre enfoncements (9a, 9b, 9c, 9d) en contre dépouille, une surface externe de chaque enfoncement (9a, 9b, 9c, 9d) étant plane et inclinée par rapport à l’axe d’emboutissage Z, l’angle d’inclinaison étant compris entre 4° et 10°, de préférence entre 5° et 8°, plus préférentiellement égal à 5°.
Pièce (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la paroi en dépouille (7) est inclinée par rapport à l’axe d’emboutissage Z d’un angle de dépouille D compris entre 3° et 25°, de préférence compris entre 3° et 10°.
Véhicule automobile,caractérisé en ce qu’il comprend une pièce (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
Procédé de fabrication d’une pièce (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, lequel comporte les étapes suivantes :
- emboutir une pièce (1) dans une presse d’emboutissage (21) selon un axe d'emboutissage Z, la pièce étant métallique et comportant un fond (3) et un rebord périphérique (5) reliés entre eux par une paroi en dépouille (7) par rapport à l’axe d’emboutissage Z,
- réaliser sur la paroi en dépouille (7), la pièce (1) étant dans la presse d’emboutissage (21), au moins un enfoncement (9a, 9b, 9c, 9d) en contre dépouille au moyen d’un outil d’enfoncement (23), une surface externe de l’au moins un enfoncement (9a, 9b, 9c, 9d) étant plane et inclinée par rapport à l’axe d’emboutissage Z, l’angle d’inclinaison A étant compris entre 4° et 10°, de préférence entre 5° et 8°, plus préférentiellement égal à 5°.
Procédé de fabrication selon la revendication précédente, dans lequel l’étape de réalisation de l’au moins un enfoncement (9a, 9b, 9c, 9d) est réalisé directement après emboutissage de la pièce (1).
Procédé de fabrication selon la revendication 7 ou 8, dans lequel, lors de l’étape de réalisation de l’au moins un enfoncement (9a, 9b, 9c, 9d), l’outil d’enfoncement (23) coulisse dans la presse d’emboutissage (21) de manière inclinée par rapport à l’axe d’emboutissage Z, l’outil d’enfoncement (23) étant de préférence un coulisseau à came.
Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel la pièce (1) est emboutie à partir d’une bande métallique, le procédé comportant l’étape suivante :
- après réalisation de l’au moins un enfoncement (9a, 9b, 9c, 9d), la pièce (1) est séparée et extraite de la bande métallique.